淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文）作者學號學院機械工程學院專業(yè)機械設計制造及其自動化題目雙剪式液壓升降臺結構設計指導者姓名專業(yè)技術職務評閱者姓名專業(yè)技術職務2013年6月畢業(yè)設計說明書（論文）中文摘要汽車舉升機是現(xiàn)代汽車維修作業(yè)中必不可少的設備，它的主要作用就是為發(fā)動機、底盤、變速器等養(yǎng)護和維修提供方便。舉升機從上世紀20年代開始使用，發(fā)展至今經(jīng)歷了許多的變化改進，種類也比較多，一般有柱式、剪式，其驅動方式有鏈條傳動，液壓傳動，氣壓傳動等。通過對雙剪式升降臺機構位置參數(shù)和動力參數(shù)等的計算，確定了升降臺的伸縮高度，并根據(jù)要求對液壓傳動系統(tǒng)部分進行設計計算，通過對支撐桿的各項受力分析，確定其與臺板的載荷要求，最終完成剪叉式液壓升降臺的設計要求。關鍵詞升降臺，雙剪式，液壓畢業(yè)設計說明書（論文）外文摘要TITLESTRUCTUREDESIGNOFDOUBLEHINGEDSCISSORSHYDRAULICLIFTINGPLATFORMABSTRACTCARELEVATORISANESSENTIALEQUIPMENTINCONTEMPORARYAUTOREPAIRINDUSTRY,ITSMAINROLEISFORTHEENGINE,CHASSIS,TRANSMISSIONREPAIRWITHEASEELEVATORFROMTHE1920SBEINGUSED,THEDEVELOPMENTHASGONETHROUGHMANYCHANGES,MOREANDMORESPECIESARISED,SUCHASCOLUMN,SCISSOR,WHICHDRIVEACHAINDRIVE,HYDRAULIC,PNEUMATICDRIVEANDSOONTHROUGHTHECALCULATIONOFTHEDOUBLEHINGEDSCISSORSELEVATINGPLATFORMPOSITIONANDTHEDYNAMICPARAMETER,THEHEIGHTOFELEVATINGISDETERMINEDACCORDINGTOTHECALCULATIONOFHYDRAULICTRANSMISSIONSYSTEM,ANDFINISHITTHROUGHTHEFORCEANALYSISOFSTEADYINGBAR,LOADOFTHEPLATFORMISDETERMINEDANDATLAST,THEDESIGNOFTHEDOUBLEHINGEDSCISSORSELEVATINGPLATFORMISCOMPLETEDKEYWORDSELEVATOR,DOUBLEHINGED,HYDRAULICPRESSURE淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第頁共頁目錄1緒論111舉升機的發(fā)展歷史112汽車舉升機的設計特點22剪叉式升降臺的應用及其受力分析的討論221剪叉式升降平臺的三種結構形式222雙鉸接剪叉式升降平臺機構的位置參數(shù)計算323雙鉸接剪叉式升降平臺機構的動力參數(shù)計算524雙鉸接剪叉式升降平臺機構設計時應注意的問題725雙鉸接剪叉式升降平臺機構中兩種液壓缸布置方式的分析比較73液壓傳動系統(tǒng)的設計計算831明確設計要求制定基本方案832制定液壓系統(tǒng)的基本方案933確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)1134液壓系統(tǒng)的驗算1835液壓缸主要零件結構、材料及技術要求194臺板與支撐桿的設計計算2341確定支撐桿的結構材料及尺寸2442橫軸的選取28結論29致謝30參考文獻31淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第1頁共31頁1緒論剪叉式液壓升降平臺是一種結構比較簡單的起重機械，它具有舉升力大、升降面積大、升降平穩(wěn)、噪音低、操作方便、維修簡便、并可以停留在升降范圍內的任意位置上，廣泛應用于汽車修理廠、倉庫、機場、車站、碼頭、舞臺、自動化生產(chǎn)線等各個行業(yè)，是一種貨物裝載流通領域中比較理想起重機械。汽車舉升機是現(xiàn)代汽車維修作業(yè)中必不可少的設備，它的主要作用就是為發(fā)動機、底盤、變速器等養(yǎng)護和維修提供方便。舉升機的從上世紀20年代開始使用，發(fā)展至今經(jīng)歷了許多的變化改進，種類也比較多，一般有柱式、剪式，其驅動方式有鏈條傳動，液壓傳動，氣壓傳動等。本章就從舉升機的產(chǎn)生、發(fā)展以及制造工藝等方面進行簡單的介紹。11舉升機的發(fā)展簡史汽車舉升機在世界上已經(jīng)有了70年歷史。1925年在美國生產(chǎn)的第一臺汽車舉升機，它是一種由氣動控制的單柱舉升機，由于當時采用的氣壓較低，因而缸體較大；同時采用皮革進行密封，因而壓縮空氣驅動時的彈跳嚴重且又不穩(wěn)定。直到10年以后，即1935年這種單柱舉升機才在美國以外的其它地方開始采用。1966年，一家德國公司生產(chǎn)出第一臺雙柱舉升機，這是舉升機設計上的又一突破性進展，但是直到1977這種舉升機才在德國以外的其它國家出現(xiàn)。最初設計單柱舉升機，車輛較大，其底盤也能明顯辨認，因而汽車檢修區(qū)遠遠大于舉升器件。單柱舉升機有兩大優(yōu)點當其下降后，不致成維修車間的障礙物；汽車可在舉升機上轉動。其主要缺點是第一，它需要在車間的地面挖掘一個相當大的坑穴后才能安裝；其次，它只能為使用提供車輪支撐方式；第三，使用時難于接近汽車下部的一些重要檢修區(qū)域。舉升用的油缸潛藏在地下也給維修帶來兩大問題第一是檢修這些零部件頗為困難；其次是由于油缸所處的環(huán)境條件差，容易生銹，特別是地下水位較高時更是如此。雙柱舉升機（包括液壓式或機械式），具有以下優(yōu)點第一，檢修汽車下部具有很高的可接近性（幾乎達到100）；其次，采用車輪自由型的方式支撐汽車，因而拆卸車輪時不需要其它輔助性的舉升措施；第三，結構緊湊，占地面小。雙柱舉升機的缺點是第一為確保安全，安置舉升機時要求非常嚴格，否則在舉升過程中容易搖晃或顛覆；第二，由于舉升機常采用車輪自由型的方式支撐汽車，如需采取車輪支撐型淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第2頁共31頁的方式維修汽車則甚感不便，如檢查懸掛系統(tǒng)、檢查轉向機構間隙或進行車輪定位檢驗等；第三，由于舉升臂和立柱承受懸臂或載荷所產(chǎn)生的巨大應力，其承力件易于磨損，因而雙柱舉升機的安全工作壽命一般要比四柱舉升機低。四柱舉升機有四根立柱、兩根橫梁、用于支撐汽車的兩個臺板。車輪支撐型四柱舉升機的優(yōu)點是第一，舉升機裝載汽車時勿需較高的技術，操作也很簡便；第二，承載時非常穩(wěn)定；第三，支撐載荷受力簡單，應力較低，從而延長了設備的使用壽命；其缺點是和雙柱舉升機相比，戰(zhàn)地面積教大，對汽車檢修區(qū)域可接近性較差。解放后，特別是改革開放以來，我國的汽車維修行業(yè)有了很大的發(fā)展，為之服務的汽車維修設備行業(yè)已成為我國的新興行業(yè)不斷發(fā)展壯大。各種舉升機設備如雨后春筍，不斷涌現(xiàn)，質量不斷提高，銷量逐年增加。有人說，對于汽車維修企業(yè)來說，汽車舉升機可能是除廠房而外的最重要的投資，因為它具有至關重要和不可替代的作用，甚至直接影響到汽車維修業(yè)務的興衰。汽車舉升機是汽車維修設備行業(yè)的支柱設備之一，讓我們生產(chǎn)出更多、更好、更受用戶歡迎的汽車舉升機，為汽車維修企業(yè)服務。12汽車舉升機的設計特點（1）舉升機臺板降到下位時，與地面應盡可能在同一平面上，這樣，既便于汽車駛上舉升機，又使駛上臺板的斜面長度盡可能短，節(jié)約車間的占地。（2）正確選擇傳動方式。經(jīng)驗證明機械傳動的能耗為液壓傳動所需能耗的兩倍。雖然液壓式舉升機的技術難度較大，但大多數(shù)零部件均可外購。（3）此升降臺應具備結構簡單、操作簡單、使用方便，可有效改善維修人員的勞動條件和勞動強度。2剪叉式升降臺的應用及其受力分析的討論21剪叉式升降平臺的三種結構形式通過分析氣液動類的剪叉式升降平臺機構特點，論述設計時應注意的問題及其應用范圍。氣液動剪叉式升降平臺具有制造簡單、價格低廉、堅實耐用、便于維修保養(yǎng)等特點，在民航、交通運輸、冶金、舞臺、汽車制造等行業(yè)逐漸得到廣泛應用。本設計中主要側重于小型家用液壓式的升降平臺。在設計氣液動剪叉式升降平臺的過程中，一般會考慮如下三種設計方案，如圖21所示淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第3頁共31頁圖21剪叉式升降臺結構簡圖圖中表示液動剪叉式機構升降平臺的三種結構形式。長度相等的兩根支撐桿AB和MN鉸接于二桿的中點E，兩桿的M、A端分別鉸接于平板和機架上，兩桿的B、N端分別與兩滾輪鉸接，并可在上平板和機架上的導向槽內滾動。圖中的三種結構形式的不同之處在于驅動件液壓缸的安裝位置不同。圖A中的驅動液壓缸的下不固定在機架上，上部的活塞桿以球頭與上平板球窩接觸。液壓缸通過活塞桿使上平板鉛直升降。圖B中的臥式液壓缸活塞桿與支撐桿MN鉸接于N處。液壓缸驅動活塞桿控制平臺鉛直升降。圖C中的液壓缸缸體尾部與機架鉸接于G處，活塞桿頭部與支撐桿AB鉸接于F處。液壓缸驅動活塞桿可控制平臺鉛直升降。按照液壓缸的安裝形式，稱圖A的形式為直立固定剪叉式結構，圖B的形式為水平固定剪叉式，圖C的形式為雙鉸接剪叉式結構。直立固定剪叉式結構，液壓缸的行程等于平臺的升降行程，整體結構尺寸龐大，且球鉸鏈加工負載，在實際種應用較少。水平固定剪叉式機構，通過分析計算可知，平臺的升降行程大于液壓缸的行程，在應用過程中可以實現(xiàn)快速控制升降的目的，但不足之處是活塞桿受到橫向力的作用，影響密封件的使用壽命。而且活塞桿所承受的載荷力要比實際平臺上的載荷力要大的多。所以實際也很少采用。雙鉸接剪叉式結構避免了上述缺點。結構比較合理，平臺的升降行程可以達到液壓缸行程的二倍以上。因此，在工程實際中逐漸得到廣泛的應用。本設計就重點對雙鉸接剪叉式結構形式加以分析、論述。22雙鉸接剪叉式升降平臺機構的位置參數(shù)計算由圖22可知淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第4頁共31頁圖22位置參數(shù)示意圖21/2SIN1COSCLCLHLL（21）222COS2TCLTC（22）上式中H任意位置時升降平臺的高度；C任意位置時鉸接點F到液壓鉸接點G的距離；L支撐桿的長度；L支撐桿固定鉸支點A到鉸接點F的距離；T機架長度（A到G點的距離）；支撐桿與水平線的夾角；活塞桿與水平線的夾角；以下相同。將（22）式代入（21）式，并整理得22221/22HLTCLLCLTC（23）設00/,/CCHH代入（23）式得2221/2000022HTCLLLCLTC（24）淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第5頁共31頁在（24）式中，0H升降平臺的初始高度；0C液壓缸初始長度。雙鉸接剪叉式升降平臺機構的運動參數(shù)計算圖23運動參數(shù)示意圖圖中，F(xiàn)V是F點的絕對速度；BV是B點絕對速度；1是AB支撐桿的速度；1V是液壓缸活塞平均相對速度；2V是升降平臺升降速度。由圖23可知1111112SINSINSINCOSCOSSINFFBBVLVVLVLVLLVLVVL21COSSINVLVL（25）23雙鉸接剪叉式升降平臺機構的動力參數(shù)計算淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第6頁共31頁圖24動力參數(shù)示意圖圖24中，P是由液壓缸作用于活塞桿上的推力，Q是升降平臺所承受的重力載荷。通過分析機構受力情況并進行計算，得出升降平臺上升時COSCOSSINCOSTANTANSIN222COSSINCOSQLFLBFBBPBFBLF（26）升降平臺下降時COSCOSSINCOSTANTANSIN222COSSINCOSQLFLBFBBPBFBLF（27）（26）、（27）式中，P液壓缸作用于活塞桿的推力；Q升降平臺所承受的重力載荷；F滾動摩擦系數(shù)；B載荷Q的作用線到上平板左鉸支點M的水平距離。由于滾動輪與導向槽之間為滾動摩擦，摩擦系數(shù)很?。‵001），為簡化計算，或忽略不計，由（6）、（7）式簡化為COSSINPLQL（28）淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第7頁共31頁24剪叉式升降平臺機構設計時應注意的問題由式（25）和（28）可知當、增大時，21/VV值隨之減??；當、減小時，P/Q值隨之增大；在液壓缸行程不變的情況下，升降平臺升降行程會減??；反之，則會使液壓缸行程受力增大。因此設計時應綜合考慮升降行程與液壓缸受力兩個因素。在滿足升降行程及整體結構尺寸的前提下，選取較高的、初始值。而且在整個機構中AB支撐桿是主要受力桿件，承受有最大的彎矩，所以應重點對其進行強度校核。25雙鉸接剪叉式升降平臺機構中兩種液壓缸布置方式的分析比較已經(jīng)簡單的分析并討論了雙鉸接剪叉式液壓升降平臺機構與其他兩種機構的區(qū)別以及在實際應用中所存在的利和弊，但是在考慮各方面條件，如單作用液壓缸、雙鉸連接、雙支撐桿、相同的升降平臺等都不改變的基礎之上，將設計方案進一步優(yōu)化。根據(jù)文獻甘肅大學學報的有關液壓缸驅動剪叉機構的運動學及動力學分析一章，可將液壓缸下支點與剪叉機構的固定支點在同一側，如圖25。這種布置方式的優(yōu)點是液壓缸的有效行程比較短，這在臺面升程范圍比較大的場合較為適用。存在的問題是在剪叉機構折合后的高度H較小的情況下（即角較?。?，所需液壓缸的推力將大大增加。在液壓缸最高工作壓力限定的情況下，這將使得所用的液壓缸的直徑增大，可采用兩個直徑較小的液壓缸取代一個大直徑的液壓缸。液壓缸布置在右側時的活塞速度較液壓缸布置在左側時高，并且液壓缸的活塞推力減小，這就可以選用直徑較小的液壓缸，有利于液壓缸在剪叉機構中的布置，但帶來的問題是液壓缸的有效行程較長，如果臺面升程范圍不大，液壓缸行程的增加也是有限的。淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第8頁共31頁圖25液壓缸布置在左側考慮到上圖方案的舉升高度達不到要求，所以增加其支撐桿的數(shù)量，雙剪式升降臺的整體機械結構如圖26所示。圖26整體機械結構3液壓傳動系統(tǒng)的設計計算31明確設計要求制定基本方案設計之前先確定設計產(chǎn)品的基本情況，再根據(jù)設計要求制定基本方案。以下列出了本設計剪式液壓升降臺的一些基本要求（1）主機的概況主要用途用于家用小型重型設備的起升，便于維修，占地面積小，適用于室外，總體布局簡潔；淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第9頁共31頁（2）主要完成起升與下降重物的動作，任意高度停留，速度較緩，液壓沖擊??；最大載荷量定為2T，采用雙液壓缸控制聯(lián)接組合支撐桿機構進行升降動作。最大起升高度略大于一人高度；（3）運動平穩(wěn)性好；（4）人工控制操作，按鈕啟動控制升降；（5）工作環(huán)境要求不宜在多沙石地面、木板磚板地面等非牢固地面進行操作；（6）不宜在有坡度或有坑洼的地面進行操作，不宜在過度寒冷的室外進行操作；（7）性能可靠，成本低廉，便于移動，無其他附屬功能及特殊功能。下面按照本設計的基本要求，進一步選擇合適的布置方案。為了使舉升機使用范圍廣泛，載荷更具有代表性，選取了大多數(shù)轎車的平均參數(shù)，相關參數(shù)是車自重18T，寬142M，高14M，軸距24M。為了便于維修人員在升降臺底部維修，不僅要在升降高度方面要加以合理化，還要留有維修人員站立維修的位置。為此，可以選擇采用雙升降臺同步舉升并采用共同底板的方式以滿足要求，此布置方案需要兩個液壓缸。為了增強其安全可靠性，可以設其總承載量為210009819600WN總，則平均每個升降臺的承載量為29800WW/N總。這樣平均每個液壓缸承受的臺面載荷僅為9800N。32制定液壓系統(tǒng)的基本方案321確定液壓執(zhí)行元件的形式液壓執(zhí)行元件大體分為液壓缸或液壓泵。前者實現(xiàn)直線運動，后者完成回轉運動。采用單活塞桿液壓缸，齒輪泵，系統(tǒng)液壓方案如圖31所示。淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第10頁共31頁圖31液壓傳動原理圖表31電磁鐵動作順序表工序電磁鐵1YA2YA上升下降任意位置停留其工作過程分為三個階段，分別為上升、下降和任意位置停留。上升按下電磁換向閥5的按鈕，使1YA得電，液壓油從油箱1經(jīng)濾油器2、液壓泵3進入電磁換向閥5的左腔，然后進入液控單向閥6、單向調速閥7、分流集流閥9，最后進入液壓缸的下腔，將臺板升起；下降按下按鈕使電磁換向閥5的2YA得電，液壓油流到5的右腔，進入液壓缸的上腔，同時一部分油進入液控單向閥6的液控口，液壓缸下腔的液壓油在壓力下回流，經(jīng)分流集流閥9，背壓閥8，液控單向閥6回油箱；任意位置停留在上升和下降的過程中，可以將電磁換向閥5斷電，使其工作在中位，即可實現(xiàn)任意位置停留。此外，為節(jié)約能源，在升降臺處于最高位置和任意位置停留時，可將帶動液壓泵3的電機停轉，回油節(jié)能?；搓幑W院畢業(yè)設計說明書（論文）第11頁共31頁33確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)是壓力和流量，它們是設計液壓系統(tǒng)，選擇液壓元件的主要依據(jù)。壓力決定于外載荷，流量取決于液壓執(zhí)行元件的運動速度和結構尺寸。331載荷的組成與計算首先，需要確定液壓缸處于最大工作壓力時的位置，通過上述的討論，得知當液壓缸與地面夾角為最小值時，也即支撐桿與地面夾角為最小值時，液壓缸處于最大的工作壓力狀態(tài)下。根據(jù)軸距24M，將支撐桿的長度選定21M/根，共用16根。當液壓缸下降至最低高度時（設此時支撐桿與地面夾角A0A）0A5，根據(jù)公式1TANTANLALA，得099?，F(xiàn)在A值還是一個未知量，考慮到活塞桿與支撐桿的鉸接點A又不能太靠近兩支撐桿的鉸接點B，否則將會在兩處鉸接點產(chǎn)生很大的應力集中，以致降低疲勞強度。因此，應選/3AL比較合適。這時將/3AL代入活塞桿推力與臺面載荷重量關系式6COSSIN3SINPW，TAN2TAN，可得116PW，當平臺處于最低位置05時，液壓缸載荷P最大，P116W1169800N113680N，下面就根據(jù)載荷量來選取合適的液壓缸。圖32液壓缸本圖表示一個以液壓缸為執(zhí)行元件的液壓系統(tǒng)計算簡圖。各有關參數(shù)標注于圖上，其中WF是作用在活塞桿上的工作載荷，F(xiàn)F是活塞與缸壁以及活塞桿與導向套之間的密封阻力。（1）工作載荷FW淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第12頁共31頁常見的工作載荷有作用于活塞桿上軸線的重力、切削力、擠壓力等，這些作用力的方向與活塞的運動方向相同為負，相反為正。在實際工作過程中，由于載荷量較大，活塞自身的重力可以忽略不計，切削力與擠壓力共同組成的外力即為工作載荷WF，在圖3中，WFP。由于本設計按最大載荷量定為2噸來計算，所以每個液壓缸113680NWFP。2導軌摩擦載荷FFRNFFGFFN1960N89100020FSFN980N89100010FAF（3）慣性載荷FAAFMA，VAT式中V速度變化量M/S；T起動或制動時間，一般機械00105S，對輕度載荷低速運動部件取小值，對重載荷高速部件取大值，行走機械一般取0515S；A加速度2/MS。初步選定速度變化量V016M/S，T06S，則VAT016060272/MS，2/2027270AFMATN。以上三種載荷之和稱為液壓缸的外負載F，即1136801960980270N116890NWFAFFFF工作臺上升、下降時的外負載均為980113680N114660NFAWFFF。332初選系統(tǒng)壓力液壓缸的選擇要遵循系統(tǒng)壓力的大小，要根據(jù)載荷的大小和設備類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟條件及元件供應情況等限制。在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢必要加大執(zhí)行元件的結構尺寸，對某些設備來說，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看也不是很經(jīng)濟；反之，壓力選的太高，對泵、缸、閥等元件的材質、密封、制造精度也要求很高，必然要提高設備成本。一般來說，對于固定尺寸不太受淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第13頁共31頁限的設備，壓力可選低一些，行走機械重載設備壓力要選的高一些。按下表初步選取115MPAP。表31常用機械的系統(tǒng)工作壓力機械類型機床農(nóng)業(yè)機械小型工程機械建筑機械液壓機大中型挖掘機重型機械磨床組合機床龍門刨床拉床工作壓力MPA0802352881010182032333計算液壓缸的主要結構尺寸（1）液壓缸的相關參數(shù)和結構尺寸液壓缸有關的設計參數(shù)見圖33所示圖33液壓缸設計參數(shù)由圖可知22212222211444FCFCDPFDDPFFFPDDDPP式中214AD無桿腔活塞有效工作面積；2224ADD有桿腔活塞有效工作面積；1P液壓缸工作腔壓力；2P液壓缸回油腔壓力，初算時無法準確計算，一般可以按表32估算；淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第14頁共31頁D活塞直徑；D活塞桿直徑；F工作循環(huán)中最大的外負載；FFC液壓缸密封處摩擦力，它的精確值不易求得，常用液壓缸的機械效率CM進行估算。FCCMFFF式中CM液壓缸的機械效率，一般CM09097。所以，液壓缸在工作中的最大外負載為113680N119663N095WCMFF。表32執(zhí)行元件背壓的估計值系統(tǒng)類型背壓2P（MPA）中低壓系統(tǒng)08MPA簡單系統(tǒng)和一般的調速系統(tǒng)0205回油路帶調速閥的系統(tǒng)0508回油路帶背壓閥0515采用帶補液壓泵的閉式回路0815中高壓系統(tǒng)816MPA同上比中低壓高50100高壓系統(tǒng)1632MPA如鍛壓機械等可忽略不計在這里取背壓力值23MPAP。在本設計中，液壓缸不存在受拉的狀態(tài)，所以只考慮其收壓。用公式須事先確定1A與2A的關系，或是活塞桿徑D與活塞直徑D的關系，令桿徑比D/D，其比值可按表33選取。表33液壓缸內徑D與活塞桿直徑D的關系工作壓力MPA50507070D/D050530620707這里選取D/D07。由以上各式可求得淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第15頁共31頁62221144119663M109MM3314151009511071115CMFDPDPPD，則可以求出0707109MM763MMDD，液壓缸的直徑D和活塞桿徑D的計算值要按國家標準規(guī)定的液壓缸的有關標準進行圓整。按照機械手冊中工程液壓缸的技術規(guī)格表可以選擇圓整后的參數(shù)缸內徑100MM，活塞桿70MM。按最低工進速度驗算液壓缸的最小穩(wěn)定速度，由式MINMINMINQAV，式中MINQ流量閥的最小穩(wěn)定流量，一般從選定流量閥的產(chǎn)品樣本中查得；MINV液壓缸的最低速度，由設計要求給定；可得32220510CM052CM9610A式中MINQ是由產(chǎn)品樣本查得力士樂系列調速閥的最小穩(wěn)定流量為05L/MIN。本方案中調速閥是安裝在進油路上，故液壓缸節(jié)流腔有效工作面積應選取液壓缸無桿腔的實際面積，即222210CM785CM44AD，可見上述不等式能滿足，液壓缸能達到所需低速。（2）計算在各工作階段液壓缸所需的流量2230196M/MIN75L/MIN44QDV上升上升，222230100796M/MIN38L/MIN44QDDV下降下降。334確定液壓泵的參數(shù)（1）確定液壓泵的最大工作壓力1PPPP，式中1P液壓缸最大工作壓力；P從液壓泵出口到液壓缸入口之間的總的管路損失，初算可按經(jīng)驗數(shù)據(jù)選取管路簡單、流速不大的取0205MPA；管路復雜，進油口有調速閥的，取0515MPA，這里取05MPA。即11505MPA155MPAPPPP?；搓幑W院畢業(yè)設計說明書（論文）第16頁共31頁（2）確定液壓泵的流量PQMAXPLQKQ式中PQ液壓泵的最大流量；MAXQ同時動作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值。如果這時溢流閥正在工作，尚需加溢流閥的最小溢流量23L/MIN；LK系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取LK1113，現(xiàn)取LK12。MAX12275L/MIN180L/MINPLQKQ（3）選擇液壓泵的規(guī)格根據(jù)以上算得的PP和PQ再查閱有關手冊，現(xiàn)選用CBQ型齒輪泵，具體如下表34CBQ型齒輪泵相關參數(shù)型號排量（ML/R壓力MPA轉速R/MIN特點生產(chǎn)廠額定最高額定最高CBQ型2063202520003000鋁合金殼體，可作雙聯(lián)泵合肥液壓件廠（4）選定電動機根據(jù)上升和下降兩種相同工況下的功率，取兩者較大值作為選擇電動機規(guī)格的依據(jù)。式中0607，同時還應注意到，為了使所選擇的電動機在經(jīng)過泵的流量特性曲線最大功率點時不致停轉，需進行驗算，即2BPNPQP式中NP所選電動機的額定功率；BP齒輪泵的最大壓力；PQ壓力為BP時，泵的輸出流量。計算上升時的功率，上升時的外負載為114660N，由上式可得155150KW55KW6007PPQP上升淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第17頁共31頁下降時的功率為15576KW28KW6007P，查閱電動機產(chǎn)品樣本，選用Y200L22型電動機，其額定功率為56KW，額定轉速為2950R/MIN。經(jīng)驗算，所選電動機滿足式31，拐點處能正常工作。335液壓元件的選擇本液壓系統(tǒng)采用力士樂系列的閥，查閱相關手冊，選定液壓元件如表35所示。表35液壓元件明細表序號元件名稱元件型號通過流量（L/MIN）1油箱BEX400/2濾油器XUB32X1001003液壓泵CBQ1894溢流閥DBDA152505三位四通電磁換向閥4WE101806液控單向閥SL25301507單向調速閥MSA30EP1708背壓閥DBDA152509分流集流閥FLJLB20020010壓力表開關MS2A20B180120336管道尺寸的確定油管內徑尺寸一般可參照選用的液壓元件接口尺寸而定，也可按管路允許流速進行計算。本系統(tǒng)主油路上升時流量為150L/MIN，壓油管的允許流速取5M/SV，則內徑D為46/46150/5MM25MMDQV；吸油管的允許流速為4M/SV，下降時流量為76L/MIN，則吸油管內徑D為20MM，綜合考慮，進回油管的內徑均取16MM。337油箱容量的確定本設計為中高壓液壓系統(tǒng)，液壓油箱有效容量按泵的流量的612倍來確定，查閱相關手冊，選取油箱型號為BEX400，容量為160L?；搓幑W院畢業(yè)設計說明書（論文）第18頁共31頁34液壓系統(tǒng)的驗算已知該液壓系統(tǒng)中進、回油管的內徑均為16MM，各段管道的長度分別為AB03M，AC17M，AD17M。選用LHL32液壓油，考慮到油的最低溫度為15，查得15時該液壓油的運動粘度為2150CST15CM/SV，油的密度3920KG/M。341壓力損失的驗算1工作進給時進油路壓力損失。運動部件工作時的最大速度為96M/MIN，進給時的流量為150L/MIN，則液壓油在管內流速1V為3122415010CM/MIN74642CM/MIN1244CM/S314164QVD管道流動雷諾數(shù)1ER為11124416132715EVDRV12300ER，可見油液在管道內流態(tài)為層流，其沿程阻力系數(shù)1175750061327ER。進油管道BC的沿程壓力損失11P為2211111203179201244006PA05MPA216102PLVD查得電磁換向閥的壓力損失12005MPAP，液控單向閥壓力損失13003MPAP，單向調速閥的壓力損失14003MPAP，分集流閥的壓力損失15005PMPA，忽略油液通過管接頭、油路板、壓力表等處的局部壓力損失，則進油路總壓力損失1P為1111213141505005003003005MPA066MPAPPPPPP。2工作進給時回油路的壓力損失。由于選用單活塞桿液壓缸，且液壓缸有桿腔的工作面積為無桿腔的工作面積的二分之一，則回油管道的流量為進油管道的二分之一，則226221666315EVDRV，227575011663ER，回油管道的沿程壓力損失21P為222221220317920622011PA024MPA216102PLVD，查得電磁換向閥的壓力損淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第19頁共31頁失22005MPAP，則回油路總壓力損失2P為22122024005MPA029MPAPPP3齒輪泵出口處的壓力PP46622141/119663/09540035100291010066MPA168MPA78510CMPFAPPPA上述驗算表明，無需修改原設計。342系統(tǒng)溫升的驗算在整個工作循環(huán)中，主要考慮工進時的發(fā)熱量。由于該升降臺的上升和下降可認為是勻速運動，并以此進行分析。960CM/MINV時2230196M/MIN75L/MIN44QDV此時泵的效率為07，泵的出口壓力為168MPA，則有16875KW30KW6007P輸入239601146601010KW18KW60PFV輸出此時功率損失為3018KW12KWPPP輸入輸出假定系統(tǒng)的散熱狀況一般，取321010KW/CMK，油箱的散熱面積A為33222200650065160M18MAV系統(tǒng)的溫升為312101018PTKA67驗算表明系統(tǒng)的溫升在許可范圍內。35液壓缸主要零件結構、材料及技術要求351缸體（1）液壓缸壁厚和外徑的計算淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第20頁共31頁液壓缸的內徑D與其壁厚的比值/10D的圓筒稱為薄壁圓筒。起重運輸機械和工程機械的液壓缸，一般用無縫鋼管材料，大多屬于薄壁圓筒機構，其壁厚按薄壁圓筒公式計算2YPD式中液壓缸壁厚；D液壓缸內徑；YP試驗壓力，一般取最大工作壓力的（12515）倍；缸筒材料的許用應力。其值為鍛鋼110120MPA；鑄鋼100110MPA；無縫鋼管100110MPA；高強度鑄鐵60MPA；灰鑄鐵25MPA。根據(jù)上式，可得16812501M10MM2100，結合經(jīng)驗，取10MM。液壓缸壁厚算出后，即可求出缸體的外徑1D為12DD，取1120MMD。（2）液壓缸工作行程的確定當平臺處于最低位置05時，此時活塞桿應處于完全收縮狀態(tài)，液壓缸的長度為最小值MIND，22MIN2COS21416MMDALAL，平臺的高度2SIN22100SIN5MM366MMHL。再計算一下平臺上升的最大高度，這里設上升至最大高度的30，計算得出最大高度21MH。此時活塞桿伸長至22MAX2COS21852MMDALAL。當活塞桿處于完全收縮狀態(tài)時，液壓缸的長度就等于MIND，選定液壓缸長度為1416MM。計算其行程MAXMIN18521416MM436MMSDD，查表取500MM。3缸蓋厚度的確定一般液壓缸多為平底缸蓋，其有效厚度T按強度要求可用下面兩公示進行近似計算。無孔時20433YPTD淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第21頁共31頁有孔時22200433YPDTDDD式中T缸蓋有效厚度；2D缸蓋止口內徑；0D缸蓋孔的直徑。將2120MMD，080MMD，168MPAYP，100MPA帶入以上各式，得前缸蓋37MMT，后缸蓋21MMT。4最小導向長度的確定當活塞桿全部外伸時，從活塞支承面中點到缸蓋滑動支承面中點的距離H成為最小導向長度，如圖34所示。對一般的液壓缸，最小導向長度H應滿足一下要求202LDH式中L液壓缸的最大行程；D液壓缸的內徑?；钊膶挾菳一般取0610BD；缸蓋滑動支承面的長度1L，根據(jù)液壓缸內徑D而定；當80MMD時，取10610LD；當80MMD時，取10610LD。將500MML，100MMD帶入上式，得75MMH，06100MM60MMB。為保障最小導向長度H，若過分增大1L和B都是不適宜的，必要時可在缸蓋與活塞之間增加一隔套K來增加H的值。5缸體長度的確定液壓缸缸體內部長度應等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外形長度還要考慮到兩端端蓋的厚度。一般液壓缸缸體長度應不大于內徑的2030倍。6缸體與缸蓋的連接形式采用外半環(huán)連接，其優(yōu)點為結構較簡單，加工裝配方便?；搓幑W院畢業(yè)設計說明書（論文）第22頁共31頁7缸體的材料（45鋼）液壓缸缸體的常用材料為20、35、45號無縫鋼管，灰鑄鐵，球墨鑄鐵，鑄鋼等。因20號鋼的機械性能略低，且不能調質，應用較少。當缸筒與缸底、缸頭、管接頭或耳軸等件需要焊接時，則應采用焊接性能比較好的35號鋼，粗加工后調質。一般情況下，均采用45號鋼，并應調質到241285HBW。352活塞1活塞與活塞桿的連接結構采用螺紋連接，特點為結構簡單，在振動的工作條件下容易松動，必須和鎖緊裝置配套使用，應用較多。2活塞的密封活塞與缸體的密封結構，隨工作壓力、環(huán)境溫度、介質等條件的不同而不同。結合本設計所需要求，采用O型密封圈密封比較合適。3活塞的材料液壓缸常用的活塞材料為耐磨鑄鐵、灰鑄鐵（HT300、HT350）、鋼及鋁合金等，這里采用45號鋼。353活塞桿1端部結構活塞桿的端部結構分為外螺紋、內螺紋、單耳環(huán)、雙耳環(huán)、球頭、柱銷等多種形式。根據(jù)本設計的結構，為了便于拆卸維護，可選用單耳環(huán)結構。2活塞桿結構活塞桿有實心和空心兩種，實心活塞桿的材料為35、45號鋼；空心活塞桿材料為35、45號無縫鋼管。本設計采用實心活塞桿，選用45號鋼。354活塞桿的導向、密封和防塵（1）導向套導向方式備注說明缸蓋導向減少零件數(shù)量，裝配簡單，磨損相對較快導向套導向管通導向套可利用壓力油潤滑導向套，并使其處于密封狀態(tài)可拆導向套容易拆卸，便于維修。適用于工作條件惡劣、經(jīng)常更換導向套的場合淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第23頁共31頁續(xù)表球面導向套導向套自動調整位置，磨損比較均勻由于本設計是舉升機，主要用于車輛的維修，在工作過程中液壓缸伸縮的次數(shù)相對較少，所以磨損程度也相對較少。為了減少零件數(shù)量，降低成本可以采用缸蓋導向的導向方式。活塞桿的密封與防塵這里仍采用O型密封圈，材料選擇薄鋼片組合防塵圈，防塵圈與活塞桿的配合可按H9/F9選取。355液壓缸的排氣裝置排氣閥用于排除液壓缸內的空氣，使其工作穩(wěn)定。通常將排氣閥安裝在液壓缸的端部，常用的排氣閥結構尺寸如圖35其余技術要求錐面熱處理硬度材料3標記排氣塞圖35排氣閥結構4臺板與支撐桿的設計計算臺板位于升降臺的最上部，是支撐件的組成部分。汽車能夠在升降臺上平穩(wěn)的停放就是臺板起了關鍵的作用。在進行維修作業(yè)之前首先得駛上臺板。需要說明的是臺板并不是一個簡單的鋼板，而是在下面有滑道，因為升降臺支撐桿臂上有滑輪，滑道的作用就是使滑輪在滑道內來回滑動，使升降臺完成舉升和回落動作，下底板也如此。根據(jù)上面汽車尺寸參數(shù)，確定臺板的長度為2600MM，寬度450MM，材料采用熱軋鋼板。其形狀見圖紙。需要說明的是臺板并不是一個簡單的鋼板，而是在下面有滑道，因為升降臺支撐桿臂上有滑輪，滑道的作用就是使滑輪在滑道內來回滑動，使升降臺完成舉升和回落動作。支撐桿是升降臺最主要的舉升部件，是主要的受力機構。對其設計的成功與否關系到整個設計工作的成敗，選材45號鋼，熱軋鋼板。支撐桿的外形圖如圖41所示?；搓幑W院畢業(yè)設計說明書（論文）第24頁共31頁圖41支撐桿示意圖41確定支撐桿的結構材料及尺寸對支撐支撐桿進行受力分析首先定義每根桿的名稱編號，如圖42圖42支撐桿編號對于桿3、桿4的活動鉸聯(lián)接在水平方向上除了摩擦力沒有其它外力，所以可以忽略不計，現(xiàn)在只考慮其豎直方向上的受力就可以了。經(jīng)過分析桿3的受力情況如圖43所示圖43桿3受力示意圖下面分別繪制桿3的彎矩圖和軸力圖，如圖44和圖45所示。經(jīng)力學分析，當升降臺處于最低位置，5時，所受彎矩最大?；搓幑W院畢業(yè)設計說明書（論文）第25頁共31頁圖44桿3彎矩圖由圖可知，桿3在B點所受彎矩最大，即當升降臺處于最低位置，5時，所受彎矩最大，即9800215NM25627NM88MAXWLMCOSCOS當升降臺處于最高位置，30時，軸向力最大。圖45桿3軸力圖980030N1225N44NWFSINSIN。桿4受力情況同桿3。下面再分析一下桿1，對桿1作受力分析，如圖46。圖46桿1受力示意圖淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第26頁共31頁對D點做力矩分析42223AXWWLPLFLSINLCOSCOSSIN，可得29406NAXF。計算彎矩，由上圖可轉化成下圖（圖47）來分析圖47根據(jù)上圖條件做出桿1的彎矩圖，如圖48。圖48由此圖可知，桿1的最大彎矩在C點。經(jīng)計算當5時，RCF有最大值，即有最大彎矩，同樣此時也擁有最大的軸向力（見圖410）。首先將5，W9800N，116PW，代入以上各式（圖47），求得的值如圖49（單位N）圖49則2121243114881421NM5112NM3636MAXABMRRL。計算軸向力，作出桿1的軸力圖，如圖410淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第27頁共31頁圖410經(jīng)分析計算，BC段受到的軸向壓縮最大，29141NBCF。由于剛剛計算出的桿3與桿4的最大彎矩和最大軸向力都小于桿1的值，故不計算桿3、桿4的應力。計算桿1該狀態(tài)下的應力，設支撐桿橫截面積ABH，如圖411圖411則該狀態(tài)下C截面的強度條件為MAX,BCSMFWAN式中支撐桿的實際工作應力；材料許用應力；S材料的極限應力，對于45號鋼，為340MPA；N安全系數(shù)，一般為大于1的值，這里取N2。根據(jù)經(jīng)驗初選01MH。由此式可以看出彎矩對工作